全 文 ：脲酶抑制剂醌氢醌对蕹菜根系活性的影响
王玉琪1 , 2 ,李瑞红1 ,叶陈亮2
(1.郑州大学 生物工程系 ,河南郑州　450052;2.福建农林大学生命科学学院 ,福建 福州　350002)
　　摘　要:以蕹菜为试材 ,采用盆栽法 , 研究了不同用量的醌氢醌对蕹菜根系活性的影响 , 结果表明 , 醌氢醌使蕹菜根系
活力 、根系呼吸强度 、根 Na+-K +-ATP酶活力提高;蕹菜根系活性的增强 ,是蕹菜产量提高的生理基础之一 ,醌氢醌用量
以 40mg kg-1土为宜。
关　键　词:醌氢醌;脲酶;蕹菜;根系活性
中图分类号:S145.9　　　文献标识码:B　　　文章编号:0564-3945(2004)02-0239-02
　　尿素是当前国内外农业生产中最重要的固体氮肥
之一 ,它在土壤中通过脲酶的作用迅速水解成 CO2 和
NH3 ,造成尿素氮的挥发损失[ 1] 。醌类物质(氢醌 、醌
氢醌等)不仅是一种高效的脲酶抑制剂[ 2] ,且施入土
壤中易于转化 ,不致残留在土壤和作物体内[ 3 ,4] ,造成
污染 。关于其在抑制尿素水解 ,减少氨挥发中的作用 ,
已为国内外大量试验所证明[ 5 ,6] ,且适宜的用量对水
稻 、玉米 、小麦 、油菜等有一定的增产效应 。但其对作
物生理代谢的作用及由此而产生的增产效应的研究却
很少见报道。
1　试验材料与方法
供试土壤为菜园土:有机质含量 23.3g kg-1 ,全
氮1.2 g kg -1 ,速效磷 61.2mg kg-1 ,速效钾 179.0
mg kg
-1 ,pH(H2O)6.15;供试材料为蕹菜(Ipomoea
aquatica Forsk),供试脲酶抑制剂为醌氢醌(福建农林
大学化学教研组提供)。
采用直径 16.5cm ×高 15cm 的聚乙烯塑料盆 ,每
盆装土 2.5kg ,施尿素 500mg ,醌氢醌设对照 、低量 、中
量 、高量 4个等级:每 kg 土壤施用量分别为 0 、20 、 40
和 60mg 。定植当天将醌氢醌与尿素手拌均匀 ,一次性
与盆土混匀后装盆 ,每盆定植二叶一心的蕹菜幼苗一
株 ,重复 20次 ,置温室内培养 。定植后 35d ,取根系顶
端3cm 部分 ,混匀测定相关的生理指标 , 3次重复;根
系活力测定参照西北农业大学(1987)方法[ 7] , 用
Warburg 检压法测定根系呼吸强度 ,根 Na+ -K+-
ATP 酶活力测定参照现代植物生理试验指南
(1999)[ 8] 。
2　结果与分析
2.1　醌氢醌对蕹菜根系活力的影响
根系是植株从土壤吸收水份 、养分最直接的器官
和最重要的途径 ,根系活力的大小直接影响地上部的
生长。由表 1可见 ,施用醌氢醌的处理其根系活力都
得到了提高 ,其中中量处理的最高 ,低量处理次之 ,对
照最低。说明适量醌氢醌能提高蕹菜的根系活力 。
表 1　醌氢醌对蕹菜根系活性的影响＊
Tab.1 Effect s of quinhydrone on act ivi ties of water spinach root
处理
T reatments
根系活力(TTC)
Roo t activity
(mg g-1FW h-1)
根呼吸强度(O2)
Root respiration ra te
(μl g-1FW h-1)
根Na+-K+-ATP 酶活力(Pi)
Root Na+-K+-ATPase
(μmol mg-1Pro h-1)
对照
低量
中量
高量
0.287±0.05 b
0.377±0.08 a
0.471±0.06 a
0.292±0.07 a
241.7±2.89 b
259.8±3.52 ab
285.2±3.21 a
244.1±3.02 b
1.847±0.16 b
2.186±0.21 a
2.453±0.13 a
1.904±0.19 b
＊同列数据后不同字母表示差异显著性达 5%水平 , FW为鲜重 , Pro为蛋白质
2.2　醌氢醌对蕹菜根Na+-K+-ATP 酶活力的影响
根Na+-K+-ATP 酶活力是反映根系主动吸收
养分能力强弱的重要生理指标 。试验结果表明 ,施用
醌氢醌均能不同程度提高根 Na+ -K+-ATP 酶活
力 ,其中以中量处理的最高 ,低量处理的次之 ,对照最
低。低 、中 、高量处理的根 Na+-K+-ATP 酶活力分
别比对照提高 18.35%、32.18%和 3.09%,说明低 、中
量醌氢醌可显著提高蕹菜对养分的主动吸收能力 。
2.3　醌氢醌对蕹菜根系呼吸强度的影响
根系呼吸不但为根系提供生理活动所需的能量 ,
收稿日期:2003-05-09
作者简介:王玉琪(1976-),男 ,山西蒲县人 ,博士生 ,主要从事植物逆境生理与分子生物学方面的研究。
第 35 卷第 2 期
2004 年 4 月 　　　　　　　　　　　　 土　壤　通　报Chinese Journal of Soil Science　　　　　　　　　　　　Vol.35 , No.2Apr., 2004
而且提供与土壤胶体吸附离子进行交换的 H+和
HCO-3 ,因此 ,根系呼吸强度大小可反映根生理活动的
强弱及对养分 、水分的吸收能力 。试验结果表明 ,低 、
中量处理的根系呼吸强度显著高于对照 ,而高量处理
的与对照差异不大 ,说明适量的醌氢醌有利于提高根
的生理活动。
2.4　醌氢醌对蕹菜生物学产量的影响
施用醌氢醌后蕹菜的单株产量提高(表 2),中 、低
量处理分别比对照增加 31.05%和 26.89%,而高量处
理仅比对照增产 2.93%。表明适量醌氢醌可提高蕹
菜产量(表 2)。
表 2　醌氢醌对蕹菜生物学产量的影响
Tab.2 Effect s of quinhydrone on biological yield of water spinach
项目
I tems
对照
CK
低量
Low coneene
中量
Medium
contene
高量
High
content
生物学产量(g株-1) 19.28±0.19b 24.46±0.12a 25.26±0.21a 19.84±0.17b
增幅(%) 26.89 31.05 2.93
3　讨论
植物根系是吸收水分和养分的最主要的器官 ,也
是最基本的途径;强大 、旺盛的根系是作物稳健生长和
高产优质的基本保证。因此 ,在土壤中施用脲酶抑制
剂 ,除抑制脲酶活性 ,减少尿素氨挥发 ,提高氮素利用
率外 ,还应对植物根系的生理代谢及生物活性无不良
影响才具有实际意义。本研究结果表明 ,醌氢醌能提
高蕹菜根系活性 ,且以 40mg kg-1土为佳。适量醌氢
醌处理后 ,根系呼吸强度和根 Na+-K+-ATP 酶活
力的加强 ,为根系旺盛代谢提供了较多的能量 ,增强了
根系主动吸收的能力;而根系活力的提高则保证了根
对地上部水分和养分以及细胞分裂素等活性物质的供
应 ,有利于地上部正常生命活动的增强 ,为植物健壮生
长和高产打下了基础 。
参考文献:
[ 1] 　赵晓燕.土壤脲酶抑制剂研究进展[ J] .土壤学进展 , 1988 , 16(5):
6-13.
[ 2] 　薛由保 ,李双霖.脲酶抑制剂对尿素在土壤中分解速度的影响
[ J] .福建农学院学报 , 1987 , 16(3):229-235.
[ 3] 　周礼恺 ,武冠云 , 等.脲酶抑制剂氢醌在提高尿素肥效中的作用
[ J] .土壤学报 , 1988 , 25(2):191-1986.
[ 4] 　张志明 ,武冠云 ,等.脲酶抑制剂氢醌提高脲素肥效的研究[ J] .土
壤通报 , 1987 , 18(5):214-216.
[ 5] 　薛由保 、李双霖 ,等.脲酶抑制剂对提高尿素利用率的效果[ J] .福
建农学院学报 , 1991 , 20(3):333-339.
[ 6] 　范业成 ,叶厚专.脲酶抑制剂在小麦和油菜上的肥效试验[ J] .江
西农业科技 , 1994 , 4:28-29.
[ 7] 　西北农业大学植物生理生化教研组.植物生理学实验指导[ M ] .
西安:陕西科学出版社 , 1987.
[ 8] 　中国科学院上海植物生理研究所 ,上海植物生理学会.现代植物
生理试验指南[ M] .北京:科学出版社 , 1999.
Effect of Quinhydrone on Root Activity of Water Spinach
WANG Yu-qi1 ,2 , LI Rui-hong1 ,YE Chen-liang2
(1.Departmen t of Bioengineering , Zhengzhou Univer siey , Zhengzhou 450052;
2.College of Life Science , Fuj ian Agr icu lture and Forest ry Universi ty , Fuzhou 350002)
Abstract:Effect of quinhydrone on root activities w as studied under pot experiment wi th w ater spinach.The results
showed that the activity of roo t and root Na
+ -K+-ATPase w ere improved , and the root respiration rate was
increased.The improvement of roo t activities is one of the basis of higher yield , and the proper amount of
quinhydrone is 40mg kg-1 soil.
Key words:Quinhydrone;Urease;Water spinach;Root activities
240 土　壤　通　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　35卷